基于云计算技术的研究与探讨
论文关键词:云计算 编程模型 虚拟化技术
论文摘 要:云计算是一种基于Internet的新兴应用计算机技术,云计算由于其优点和巨大商业价值,在各个领域得到了广泛的运用。本文介绍了云计算的主要服务形式及其核心技术,并提出了目前云计算所面临的问题。
0 引言
2006年谷歌推出了“Google 101计划”,并正式提出“云”的概念和理论。随后亚马逊、微软、惠普、雅虎、英特尔、IBM等公司都宣布了自己的“云计划”。
云计算的思想可以追溯到20世纪60年代,John McCar2thy[1]曾经提到“计算早晚有一天能变成公用的基础设施”,意味着计算能力可以流通,像人们使用商品一样使用计算机资源。将计算、服务作为一种公共设施为公众提供,像使用电话、煤气和水电一样使用计算机资源,并且费用低廉、取用方便。云计算是通过互联网进行传输的,数据存储在云端,服务存储在云端,通过利用数据的强大计算能力,为用户服务。继2007年IBM和Google宣布在云计算领域的合作后[2],云计算迅速成为产业界与学术界的热点研究,得到广泛的关注。
1 云计算的定义
云计算(Cloud Computing)是网格计算(Grid Computing)、分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)、效用计算(Utility Computing)网络存储(Network Storage Technologies)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物,是新兴的商业计算模型。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统,并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。Cloud Computing的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力,进而减少用户终端的处理负担,最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备,并能按需享受“云”的强大计算处理能力通俗的理解是,云计算的“云”就是存在于互联网上的服务器集群上的资源,它包括硬件资源和软件资源,本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息,远端就会有成千上万的计算机为你提供需要的资源并将结果返回到本地计算机,这样,本地计算机几乎不需要做什么,所有的处理都在云计算提供商所提供的计算机群来完成。
2 云计算的主要服务形式
目前,云计算的主要服务形式有:SaaS、Paas和IaaS。
(1)软件即服务(SaaS)。SaaS服务指的是提供商在自己的服务器上将应用软件统一部署,用户通过互联网来订购自己需要的应用软件,提供商会根据所定软件的时间长短和数量来收费,服务提供商会通过浏览器给用户提供软件。(2)平台即服务(PaaS)。PaaS是指将开发环境作为服务来提供。厂商提供开发环境、服务器平台、硬件资源等服务给客户,用户在其平台基础上定制开发自己的应用程序并通过其服务器和互联网传递给其他客户。PaaS能够给企业或个人提供研发的中间件平台,提供应用程序开发、数据库、应用服务器、试验、托管及应用服务。(3)基础设施服务(IaaS)。IaaS即把厂商的由多台服务器组成的“云端”基础设施,作为计量服务提供给客户。它可以提供存储资源和虚拟化服务器,前提是它将I/O设备、内存、计算能力和存储整理合并成虚拟的资源池。这是一种托管型硬件方式,用户付费使用厂商的硬件设施。
3 云计算的核心技术
云计算系统运用了许多技术,其中以编程模型、数据管理技术、数据存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关键。
(1)编程模型。MapReduce是Google开发的java、Python、C++编程模型,它是一种简化的分布式编程模型和高效的任务调度模型,用于大规模数据集(大于1TB)的并行运算。严格的编程模型使云计算环境下的编程十分简单。(2)海量数据分布存储技术。云计算系统由大量服务器组成,同时为大量用户服务,因此云计算系统采用分布式存储的方式存储数据,用冗余存储的方式保证了数据可靠性。(3)海量数据管理技术。云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析,因此,数据管理技术必需能够高效的管理大量的数据。云计算系统中的数据管理技术主要是Google的BT数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase。(4)虚拟化技术。通过虚拟化技术可实现软件应用与底层硬件相隔离,它包括将单个资源划分成多个虚拟资源的裂分模式,也包括将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式。(5)云计算平台管理技术。云计算系统的平台管理技术能够将大量的服务器进行协同工作,进行业务部署和开通非常方便,发现和恢复系统故障也非常的快速,通过智能化、自动化的手段实现大规模系统的.运营。
4 云计算技术发展面临的主要问题
随着云计算技术的日益发展和广泛应用,云计算模式同时存在着一些问题。(1)数据隐私问题。如何保证存放在云服务提供商的数据隐私不被非法利用,不仅需要技术的改进,也需要法律的进一步完善。(2)数据安全性。有些数据是企业的商业机密,数据的安全性关系到企业的生存和发展。云计算数据的安全性问题解决不了会影响云计算在企业中的应用。(3)用户使用习惯。如何改变用户的使用习惯,使用户适应网络化的软硬件应用是长期而艰巨的挑战。(4)网络传输问题。云计算服务依赖网络,目前网速低且不稳定,使云应用的性能不高。云计算的普及依赖网络技术的发展。
5 结语
目前,云计算技术的发展正处在起步阶段,但云计算技术的发展将会改变用户对计算资源的使用方式,使用户从以桌面为核心转向了以Web为核心。云计算的前景美好,但还存在一些技术问题亟待解决,例如可扩展的并行计算技术、高可靠的系统容错技术、数据安全技术、负载均衡技术、海量数据的挖掘技术、任务调度技术等方向。随着云计算技术的发展,将会有更多的平台和服务不断涌现出来进而推动云计算技术及其应用的发展。
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